เราจะอยู่เป็นอมตะ เพราะเทคโนโลยี AI และ Machine Learning รักษาโรค สามารถย้อนวัยไปโปรแกรมให้เซลล์ของเรา กลับไปทำงานเสมือนตอนเราเป็นเด็ก ภาพรวมร่างกายที่เซลล์ถูกสั่งโปรแกรมใหม่ เลยทำให้อายุร่างกาย ย้อนวัยไปเป็นเด็กอีกครั้ง AI ช่วยปลดล๊อค วิทยาศาสตร์ทางการแพทย์ AlphaFold ของ Google Deepmind หรือ เทคโนโลยีการทำ DNA Sequencing ที่พัฒนาจนต้นทุนในการทำความเข้าใจ ยีนส์ทั้งร่างกายของเรา เข้าถึงได้ง่าย ปลดล๊อคแนวทางการรักษาทางการแพทย์มากมายครับ
เคสนี้เป็นเคสที่ผมได้เรียนตอน คลาสนึงเรื่องนวัตกรรม ไม่ค่อยเห็นข่าวถูกพูดถึงในไทยแต่ในต่างประเทศ ได้ตีข่าว ถือว่าเป็นความสำเร็จก้าวแรกของการรักษาโรคติดเชื้อ ที่ไม่คิดว่าจะมีทางรักษาได้
เรื่องราวของ Tom Patterson: รอดชีวิตจาก “การติดเชื้อที่ร้ายแรงที่สุดในโลก”
ในปี 2015 ระหว่างทริปที่อียิปต์ Tom Patterson ล้มป่วยด้วยการติดเชื้อแบคทีเรีย Acinetobacter baumannii ซึ่งเป็นซูเปอร์แบคทีเรียดื้อยาที่ร้ายแรงจนแพทย์คาดว่าเขาจะไม่รอด อาการจากบทความต้นทางระบุความร้ายแรงของอาการและทรมานเป็นอย่างมาก
Tom ได้ถูกวินิจฉัยว่าติดเชื้อ Acinetobacter แบคทีเรีย ซึ่งมีวิวัฒนาการ จนสามารถ ขโมยยีน (cleptómano bacteriano) มันเรียนรู้ที่จะขโมยยีนดื้อยาปฏิชีวนะจากแบคทีเรียอื่น และได้รับความสามารถระดับ ‘ซูเปอร์’ ทำให้กลายเป็นเชื้อก่อโรคที่ร้ายแรงมาก” ยิ่งไปกว่านั้น ในปี 2017 องค์การอนามัยโลก (WHO) จัดให้ Acinetobacter baumannii เป็นหนึ่งใน 3 สายพันธุ์ซูเปอร์แบคทีเรียที่จำเป็นต้องมียาปฏิชีวนะใหม่ ๆ มารักษาอย่างเร่งด่วน เพราะมันดื้อต่อยาปัจจุบันเกือบทุกชนิด
สำหรับกรณีของทอม ยังมีโชคดีที่ยาปฏิชีวนะบางชนิดยังได้ผล ทำให้ทีมแพทย์ที่แฟรงก์เฟิร์ตสามารถประคองอาการของเขาไว้ได้
ความพยายาม: Steffanie Strathdee ภรรยาของเขา ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านโรคติดเชื้อ ใช้ความรู้และความมุ่งมั่นอย่างเต็มที่เพื่อช่วยเขา เธอค้นพบแนวทางการรักษาด้วย แบคทีริโอเฟจ (Phage Therapy1) ซึ่งเป็นไวรัสที่โจมตีแบคทีเรียโดยตรง ทีมแพทย์พัฒนา “ค็อกเทลแบคทีริโอเฟจ” ซึ่งฉีดเข้าสู่ร่างกายของ Tom หลังจากการรักษา Tom ฟื้นตัวจากอาการโคม่า แม้ต้องเผชิญกับการช็อกหลายครั้งระหว่างการรักษา Tom กลายเป็นผู้ป่วยคนแรกในอเมริกาเหนือที่ได้รับ Phage Therapy ผ่านทางหลอดเลือดดำ และรักษาชีวิตเขาไว้ได้ เรื่องมีอยู่เท่านี้แต่เรามาทำความเข้าใจกันในเคสนี้ให้ลึกขึ้นว่าเปลี่ยนแปลงการรักษารูปแบบเดิมยังไง
แบคทีริโอเฟจ (Bacteriophage)
แบคทีริโอเฟจ (Bacteriophage) หรือที่นิยมเรียกว่า เฟจ (Phage) คือไวรัสชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติพิเศษในการแพร่เชื้อและทำลายแบคทีเรียโดยเฉพาะ ชื่อ “แบคทีริโอเฟจ” มาจากคำว่า “bacteria” (แบคทีเรีย) และ “phagein” ในภาษากรีกที่หมายถึง “การกิน” หรือ “การกลืน” จึงสะท้อนลักษณะเฉพาะตัวของเฟจที่เข้าไปจัดการแบคทีเรีย ซึ่งเทคนิคถูกนำมาใช้กับเคสที่ว่า เพราะว่า แบคทีเรียนั้นดื้อยามากจนไม่สามารถรักษาได้ การใช้วิธี ไวรัสที่โจมตีแบคทีเรีย เป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สุดท้ายที่คิดว่าน่าจะช่วย ชีวิตสามีเขาได้
แต่การจำให้ ไวรัสที่โจมตีแบคทีเรีย เราจะเป็นต้องเข้าใจเป้าหมายที่เราจะโจมตีก่อน ซึ่งแบคทีเรีย ที่จะโจมตีจะต้องสามารถระบุ กลุ่มหรือสายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจง ความจำเพาะนี้ทำให้เฟจสามารถทำลายแบคทีเรียที่เป็นต้นเหตุของโรคได้ โดยแทบไม่กระทบต่อแบคทีเรียชนิดอื่นหรือเซลล์ร่างกายของมนุษย์
ในอนาคต Phage Therapy อย่างเดียวแก้ไม่ได้ต้องใช้ AI / Machine Learning เข้าช่วย
เคสของ Tom Patterson ทำให้การรักษาโรคที่เกิดจากแบคทีเรียร้ายแรง มีความหวังในการรักษามากขึ้น แต่เราจะอยู่ในโลกที่ แบคทีเรียก็วิวัฒนาการไปพร้อม ๆ กัน กับเรา การประยุกต์ใช้ AI จะเพิ่มการรักษษได้ทันท่วงทีและเร็วมากขึ้น เพราะจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษา
- การค้นหาและคัดเลือกเฟจที่เหมาะสม:
- การทำนายโฮสต์: AI สามารถวิเคราะห์และทำนายว่าเฟจชนิดใดสามารถติดเชื้อแบคทีเรียสายพันธุ์ใดได้ ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการค้นหาเฟจที่เหมาะสมสำหรับการรักษา เพื่อให้ได้เฟจที่สามารถโจมตีเป้าหมายได้มีประสิทธิภาพ
- การวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเฟจและโฮสต์: ด้วยการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่ AI สามารถทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างเฟจและแบคทีเรีย ช่วยในการคัดเลือกเฟจที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
- การปรับปรุงเฟจด้วยวิศวพันธุกรรม:
- การดัดแปลงพันธุกรรม: AI ช่วยในการออกแบบเฟจที่มีความสามารถเพิ่มขึ้น บางครั้งเฟจ อาจจะทำงานได้ระดับนึง แต่อาจจะยังไม่ดีเพียงพอ AI จะช่วยออกแบบ เฟจ ใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ เช่น การเพิ่มความสามารถในการติดเชื้อหรือการหลีกเลี่ยงกลไกป้องกันของแบคทีเรีย
- การผสานเทคโนโลยี CRISPR2: การใช้ AI ร่วมกับ CRISPR ช่วยในการพัฒนาเฟจที่สามารถเจาะจงและทำลายยีนของแบคทีเรียได้อย่างแม่นยำ เพิ่มประสิทธิภาพในการรักษา
- การสร้างสูตรเฟจค็อกเทลที่มีประสิทธิภาพ:
- การออกแบบสูตรผสม: AI สามารถทำนายการผสมผสานของเฟจที่เหมาะสม เพื่อให้ครอบคลุมการกำจัดแบคทีเรียเป้าหมายได้กว้างขึ้น และลดความเสี่ยงในการเกิดการดื้อเฟจ
- การจำลองพฤติกรรมของเฟจในร่างกาย:
- การปรับปรุงการให้ยาและวิธีการส่งเฟจ: AI สามารถจำลองการทำงานของเฟจภายในร่างกายมนุษย์ ช่วยในการกำหนดปริมาณและวิธีการส่งเฟจที่เหมาะสมที่สุด
- การติดตามและปรับการรักษาแบบเรียลไทม์:
- การเฝ้าติดตามผลการรักษา: ระบบ AI เชิงปฏิบัติการสามารถติดตามการตอบสนองของผู้ป่วยต่อการบำบัดด้วยเฟจแบบเรียลไทม์ และปรับเปลี่ยนแผนการรักษาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
อนาคตเมื่อ AI สามารถมีโมเดลที่เข้าใจเชิงลึกเรื่องการลำดับโปรตีน และกลายเป็น AgenticAI หรือเป็น AGI เฉพาะทางทางการแพทย์การรักษาก็จะเร็ว และมีประสิทธิภาพอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
ด้วย ของ Tom Patterson คนนี้และภรรยาของเขาช่วยให้คนอีกหลายสิบคนทั่วโลก (และอาจเป็นล้าน ๆ คนในอนาคต) ได้พบหนทางรักษาอาการเจ็บป่วย การผสาน AI เชิงปฏิบัติการเข้ากับการบำบัดด้วยเฟจ ช่วยเร่งการพัฒนาวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพ ปรับแต่งการรักษาให้เหมาะสมกับผู้ป่วยแต่ละราย และจัดการกับปัญหาเชื้อแบคทีเรียดื้อยาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในอีกรูปแบบด้วยวิธี Phage Therapy ที่มี AI เข้ามาช่วยเพิ่มความสามารถในการรักษา
- การนำมาใช้รักษาโรค (Phage Therapy)
Phage Therapy คือการใช้เฟจเป็นเครื่องมือในการบำบัดเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรียแทนการใช้ยาปฏิชีวนะ (antibiotics) หรือใช้ร่วมกับยาปฏิชีวนะ โดยมีหลักการคือคัดเลือกเฟจที่มีความสามารถในการทำลายแบคทีเรียก่อโรคชนิดที่ผู้ป่วยติดเชื้อ จากนั้นให้เฟจเข้าสู่ร่างกาย (ผ่านทางปาก ฉีดเข้าเส้นเลือด หรือบริเวณที่ติดเชื้อ) เพื่อให้เฟจเข้าไปเพิ่มจำนวนและทำลายแบคทีเรียเป้าหมาย
ข้อดีของ Phage Therapy
– จำเพาะต่อแบคทีเรียเป้าหมาย ไม่ทำลายจุลินทรีย์หรือแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ที่ดีต่อร่างกาย (ไม่เหมือนยาปฏิชีวนะบางชนิดที่อาจฆ่าแบคทีเรียดีในลำไส้ด้วย)
– มีศักยภาพต่อแบคทีเรียดื้อยาในยุคที่มีปัญหาแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะเพิ่มมากขึ้น เฟจอาจเป็นทางเลือกใหม่
– ขยายตัวเองได้ เมื่อเฟจพบแบคทีเรียเป้าหมาย มันจะเพิ่มจำนวนในบริเวณที่มีการติดเชื้อได้เอง
↩︎ - CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) เป็นลำดับดีเอ็นเอที่พบในจีโนมของโปรคาริโอต เช่น แบคทีเรียและอาร์เคีย ระบบนี้ทำงานร่วมกับเอนไซม์ที่เรียกว่า Cas (CRISPR-associated proteins) เพื่อป้องกันการติดเชื้อจากไวรัส โดยการจดจำและตัดดีเอ็นเอของไวรัสที่เข้ามาในเซลล์
นักวิทยาศาสตร์ได้นำระบบ CRISPR-Cas มาประยุกต์ใช้เป็นเครื่องมือในการแก้ไขยีนในสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ โดยเฉพาะ CRISPR-Cas9 ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สามารถตัดดีเอ็นเอที่ตำแหน่งเฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำ การใช้ CRISPR-Cas9 ช่วยให้สามารถเพิ่มหรือลดลำดับดีเอ็นเอในจีโนมได้ตามต้องการ ทำให้เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการรักษาโรคทางพันธุกรรม การปรับปรุงพันธุ์พืชและสัตว์ และการวิจัยทางชีววิทยาอื่น ๆ
bc.sc.chula.ac.th
อย่างไรก็ตาม การใช้เทคโนโลยี CRISPR ยังต้องพิจารณาในด้านจริยธรรมและความปลอดภัยอย่างรอบคอบ เนื่องจากการแก้ไขยีนอาจมีผลกระทบที่ไม่คาดคิดต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อม
↩︎
